Fluor jest najbardziej aktywnym niemetalem. Łączy się bezpośrednio z większością pierwiastków. Wyjątek stanowią azot, hel i argon. Fluor jest też najsilniejszym utleniaczem, co można zaobserwować w przypadku reakcji z wodą. W atmosferze fluoru następuje bardzo gwałtowny proces utlenianiareakcja utlenianiautleniania (spalania) wody. W wyniku reakcji powstaje fluorowodór i cząsteczka tlenu.

Laboratoryjna, bezpieczna metoda otrzymywania fluorowodoru polega na działaniu mocnego kwasu na fluorek metalu, np:

Związkiem występującym w przyrodzie jest fluorek wapnia. Może być domieszką w apatytachapatytyapatytach i fosforytachfosforytyfosforytach lub występować jako samodzielny minerał – fluoryt.

R1K1cBGBxSz7S

Ilustracja przedstawia ciemnozielony pojedynczy kryształ fluorytu znajdujący się na żółtej skale.

RaX0ByXdW8Y6e

Zdjęcie przedstawia złączone liczne kryształy fluorytu. Mają fioletową barwę.

Najważniejszym, nieorganicznym związkiem fluoru jest fluorowodór, który –w przeciwieństwie do innych wodorków fluorowców – ze względu na tworzenie silnych wiązań wodorowych pomiędzy swoimi cząsteczkami, w warunkach normalnych jest cieczą. Reakcja syntezyreakcja syntezyReakcja syntezy fluoru z wodorem zachodzi bardzo gwałtownie również w fazie ciekłej obu reagentów, czyli w temperaturze poniżej -250°C. Jest to wyjątkowe zjawisko, ponieważ w tak niskiej temperaturze większość procesów przebiega bardzo powoli. Szczególna aktywność fluorowodoru przejawia się tym, że ma on zdolność do trawienia szkła.

Dla zainteresowanych

Trawienie szkła polega na roztwarzaniu krzemionki w wyniku jej reakcji z fluorowodorem. Pod wpływem fluorowodoru ${\mathrm{SiO}}_2$, tlenek krzemu(IV) ulega przemianie we fluorek krzemu(IV) ${\mathrm{SiF}}_4$. Produktem ubocznym tego procesu jest woda.

${\mathrm{SiO}}_2+4 \mathrm{HF}\to {\mathrm{SiF}}_{4\left(\mathrm{g}\right)}+2 {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

RrTDvdrGfDzYD

Ilustracja przedstawia okno znajdujące się w ścianie stworzonej z cegieł. Szkło w oknie posiada wytłoczony wzór.

Ze względu na właściwości chemiczne, kwas fluorowodorowy nie może być przechowywany w szklanych opakowaniach, a jedynie w pojemnikach z tworzywa sztucznego.

R17bRJ2dinN9L

Ilustracja przedstawia pojemnik z fluorowodorem. Butelka jest wykonana z plastiku, jest biała i ma czarną zakrętkę. Piktogramy określające zagrożenia związane z kontaktem człowieka z fluorowodorem: 1. Ilustracja przedstawia czaszkę człowieka i skrzyżowane kości. Symbol znajduje się w kwadracie otoczonym czerwoną ramką. Substancja oznaczona tym symbolem charakteryzuje się ostrą toksycznością po przyjęciu jej drogą pokarmową, oddechową lub przez kontakt ze skórą. 2. Ilustracja przedstawia dłoń, na którą wylewana jest zawartość probówki oraz poziomą powierzchnię, na którą wylewana jest zawartość probówki. Na powierzchni tej znajduje się wgłębienie. Symbol znajduje się w kwadracie otoczonym czerwoną ramką. Substancja oznaczona tym symbolem wykazuje silne właściwości żrące oraz może wywoływać korozję metali.

Ilustracja przedstawia pojemnik z fluorowodorem. Butelka jest wykonana z plastiku, jest biała i ma czarną zakrętkę. Piktogramy określające zagrożenia związane z kontaktem człowieka z fluorowodorem: 1. Ilustracja przedstawia czaszkę człowieka i skrzyżowane kości. Symbol znajduje się w kwadracie otoczonym czerwoną ramką. Substancja oznaczona tym symbolem charakteryzuje się ostrą toksycznością po przyjęciu jej drogą pokarmową, oddechową lub przez kontakt ze skórą. 2. Ilustracja przedstawia dłoń, na którą wylewana jest zawartość probówki oraz poziomą powierzchnię, na którą wylewana jest zawartość probówki. Na powierzchni tej znajduje się wgłębienie. Symbol znajduje się w kwadracie otoczonym czerwoną ramką. Substancja oznaczona tym symbolem wykazuje silne właściwości żrące oraz może wywoływać korozję metali.

Mimo że fluor reaguje ze wszystkimi metalami, to niektóre z nich w niższych temperaturach ulegają pasywacji (pokrywają się warstewką ochronną soli). Należą do nich: $\mathrm{Mg}$, $\mathrm{Al}$, $\mathrm{Fe}$, $\mathrm{Ni}$, $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{Zn}$. Z tego powodu materiałem do produkcji aparatury do pracy z fluorem oraz zbiorników do jego transportu może być nikiel.

Fluor tworzy także związki z helowcami. Fluorki kryptonu i ksenonu powstają w reakcji syntezy bezpośredniej z pierwiastków (w zależności od warunków –temperatury, ciśnienia – powstaje odpowiedni fluorek).

Znane są:

• ${\mathrm{KrF}}_2$ – fluorek kryptonu(II);

• ${\mathrm{XeF}}_2$ – fluorek ksenonu(II);

• ${\mathrm{XeF}}_4$ – fluorek ksenonu(IV);

• ${\mathrm{XeF}}_6$ – fluorek ksenonu(VI).

Związki te stosowane są jako silne środki fluorujące, np.:

Fluorki ksenonu są substancjami krystalicznymi.

R1CYLcDzNevHA

Ilustracja przedstawia kryształy fluorku ksenonu(II). Kryształy są drobne, bezbarwne oraz mają nieregularny kształt.

R1CENuivZp7nQ

Ilustracja przedstawia bezbarwne kryształy znajdujące się na szkiełku zegarkowym.

RZjIIVtHeQQ2y

Na ilustracji są modele fluorków ksenonu. 1. Difluorek ksenonu – fluorek ksenonu(II) – ${\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}}_2$. Do szarej kulki, po przeciwnych stronach, przyłączone są poprzez grube linie dwie mniejsze, zielone kulki. 2. Tetrafluorek ksenonu – fluorek ksenonu(IV) – ${\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}}_4$. Do szarej kulki, w równych odległościach, przyłączone są poprzez grube linie cztery mniejsze, zielone kulki. 3. Heksafluorek ksenonu – fluorek ksenonu(IV) – ${\mathrm{X}\mathrm{e}\mathrm{F}}_6$. Do szarej kulki, w równych odległościach, przyłączone są poprzez grube linie sześć mniejszych, zielonych kulek.

Słownik

Bibliografia

Atkins P., Jones L., Chemia ogólna, Warszawa 2004, s. 951‑968.

Czerwiński A, Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1, Warszawa 2002, s. 335‑346.

Emsley J., Chemia. Przewodnik po pierwiastkach, Warszawa 1997, s. 70‑71.

Kałuża B., Kamińska F., Chemia. Podręcznik. Zakres rozszerzony, cz. 1, Warszawa 2013, s. 298‑299.

Waselowsky K., 225 doświadczeń chemicznych, Warszawa 1987, s. 51.